高中物理电势能和电势人教版选修3-1
《电势能和电势》 说课稿
《电势能和电势》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“电势能和电势”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电势能和电势”是人教版高中物理选修 3-1 第一章第四节的内容。
这部分知识是电场能的性质的重要体现,是在学生已经学习了电场强度的基础上,进一步研究电场中能量的问题。
它不仅是对电场知识的深化和拓展,也为后续学习电容器、带电粒子在电场中的运动等内容奠定了基础。
教材首先通过类比重力势能引入电势能的概念,让学生体会到能量的概念在不同的物理情境中具有相似性。
然后,通过对静电力做功特点的分析,得出电势能的变化与静电力做功的关系。
最后,引入电势的概念来描述电场中各点的能的性质,并且给出了电势的定义式和电势差的概念。
二、学情分析学生在之前已经学习了重力势能、功等相关知识,具备了一定的类比推理能力。
但是,电势能和电势的概念比较抽象,学生在理解上可能会存在一定的困难。
此外,学生对于静电力做功的计算以及电场强度与电势的区别和联系等内容也需要进一步的巩固和深化。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)理解静电力做功的特点,掌握静电力做功的计算方法。
(2)理解电势能的概念,知道电势能的变化与静电力做功的关系。
(3)理解电势的概念,掌握电势的定义式,知道电势的相对性和电势差的概念。
2、过程与方法目标(1)通过类比重力势能,培养学生的类比推理能力和逻辑思维能力。
(2)通过对静电力做功的分析,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)通过对电势能和电势的学习,让学生体会到物理知识与生活实际的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)静电力做功的特点和计算方法。
(2)电势能和电势的概念及电势能与静电力做功的关系。
2、教学难点(1)电势能概念的建立。
高二物理电势能和电势
例2:A和B为电场中某条电场线上的点,如
图:将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需 克服电场力做功5 ×10-7J,则 ⑴电场方向由A→B还是B→A? ⑵电荷在哪点时电势能大?大多少?
A B
电场的力的性质我们必须用场强E来描述,那
么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描
述呢?能否用“电势能”呢? 电场的能的性质也是电场本身的一种属性,
地理上,等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
等势面
等势面的特点: 1、等势面一定跟电场线垂直,在同一等势面上的任意 两点间移动电荷,电场力不做功; 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面, 任意两个等势面都不会相交; 3、等差等势面越密的地方电场强度越大
复习回顾
功是能量转化的量度!
1、功的计算: W F L cos 2、重力做功有什么特点?
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WG与重力势能的关系.
WG EP1 EP 2 EP
(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定) 重力势能具有系统性
一、静电力做功的特点
等势面 几种典型电场的等势面:
1、点电荷电场中的等势面: 以点电荷为球心的一簇球面: 两簇对称曲面
等势面
3、等量同种点电荷电场中 的等势面: 两簇对称曲面
等势面
4、形状不规则的带电导 体附近的电场线及等势 面
5、匀强电场中的等势面: 垂直于电场线的一簇平面
设场外一点P的电势为 p
0
解: 从P
A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 105 J
EPA 4 105 A V 20V 6 q 2 10
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点,我们要掌握好这一节的知识点。
下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点,希望对你有帮助。
高中物理电势能和电势知识点一、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势,就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式(2)单位:伏特(V)(3)电势差是标量。
其正负表示大小。
二、电场力的功电场力做功的特点:电场力做功与重力做功一样,只与始末位置有关,与路径无关。
1. 电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意:系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功,电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的,与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势电势:置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其大小与试探电荷的正负及电量q均无关,只与电场中该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。
单位:伏特(V)标量1. 电势的相对性:某点电势的大小是相对于零点电势而言的。
零电势的选择是任意的,一般选地面和无穷远为零势能面。
2. 电势的固有性:电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的,与放不放电荷及放什么电荷无关。
3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。
电势能和电势
的高低。
4. 电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性。
5. 电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移 动到零势能位置所做的功。
二、静电力做功与电势能的关系
【情景1】:电荷仅在电场力作用下从A运动到B,静电力做什么功?电荷的电势
人教版高中物理选修3-1
第一章 静电场
第4节 电势能和电势
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课堂导入
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化 ?(不计重力)
在电场力作用下电荷做加速运动,一段
E
时间后获得一定的速度,试探电荷的动
能增加。
+
是什么能转化为试探电荷的动能的呢?
3.电势
EP 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
q
4.等势面 电场中电势相等的各点构成的面。
电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功,物体重力势能减小; 重力对物体做负功,物体重力势能增加; 即:重力做功等于重力势能的减少量;
二、静电力做功与电势能的关系 【探究结论】
静电力做功与电势能的关系: 静电力做的功等于电势能的减少量。
W W1 W2 W3 qE AM
一、静电力做功的特点
【讨论】将电荷q从A沿其他曲线移至B,静电力做功多少?如果移动电荷-q, 1~4的结论又如何?
B
B
E
A өF
F
++
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点一.电势():A1、定义:电场中某点A的电势,等于A 点与零电势点间的电势差,也等于将单位正电荷从A点移到零电势点过程中电场力做的功。
2、电势是电场本身具有的属性,与试探电荷无关。
3、零电势点可以自由选取,一般选取无穷远或大地为零电势点;电场中某点的电势具有相对性(相对选取的零电势点)。
4、沿着电场线的方向,电势降低(最快);电势降低的方向不一定就是电场线的方向。
5、电势与场强没有直接关系:电势高的地方,场强不一定大;场强大的地方,电势不一定高。
6、电场强度的大小表示电势变化的快慢。
7、电势是标量,正负表示大小。
8、电势的单位:伏特(V)9、等势面:电势相等的点构成的面。
(要了解各种特殊电场中等势面的特点) a 、同一等势面上各点的电势相等 b 、等势面一定垂直于电场线c 、在同一等势面上的两点间移动电荷,电场力做功为零d 、电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面e 、任意两等势面不相交f 、等差等势面越密集的地方场强越大(等差等势面:相邻等势面间的电势差不变)二. 电势差(ABU ):1、定义:电场中两点电势的差值。
B A AB U ϕϕ-=A B BA U ϕϕ-=AB AB U U -=2、电势差是标量,正负表示初末点电势的高低。
3、电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。
4、电势差的单位:伏特(V )5、电势差是电场本身具有的属性,与试探电荷无关。
三. 电势能(A P E ):1、定义:电荷处于电场中某点具有的势能。
(电势能是电场和电荷共同具有的)2、q E A PA ϕ=(正电荷在电势越高的地方,电势能越大;负电荷在电势越高的地方,电势能越小)3、电势能是标量,正负表示大小。
4、电势能的单位:焦耳(J )5、电荷处于电场中某点时,具有的电势能有相对性(相对选取的零电势点);电势能的变化量与零电势点的选取无关。
6、电场力做功与电势能变化量的关系: A B A PB PA PA PB P AB q q q E E E E E W -=-=-=--=∆-=()(ϕϕϕϕa 、电场力做功与路径无关,与初末位置的电势差有关。
《电势能和电势》课件1
等势面
• •
1.定义 在电场中,______________________ 电势相等的点组成的面 叫做等势面。
•
2.等势面特点
• (1)等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力 不做功 。 _________
垂直 • (2)等势面一定跟电场线________ ,而且电场线总是由电 势较高的等势面指向__________ 电势较低 的等势面。
电势
• 1.定义 电势能 与它的 • 电荷在电场中某一点的________ __________ 电荷量 的比值,叫做这一点的电势。
2.定义式 Ep φ= q 。
• •
3.单位 伏特 __________ ,符号是V。
• 4.特点 • (1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取 电势零点 的位置有关。 的__________ • (2)标量性:电势是标量,只有大小,没有方向, 但有________ 正负 。 • 5.判断电势高低的办法 • (1)在电场中沿着电场线的方向,电势逐渐 降低 ________ 。 • (2)在电场力作用下,静止的正电荷从 高电势 低电势 __________ 移向__________ 。
电势能
• 1.概念 电场中的势能 • 电荷在______________ 叫做电势能,可用Ep 表示。 • 2.大小 • 电荷在某点的电势能,等于静电力把它从 零势能位置 时所做的功。 该点移动到____________
• 3.与电场力做功的关系 • 静电力做的功等于电势能的__________ ,用公 减少量 EPA-EPB 式表示WAB=__________ 。 减小 • 电场力做正功,电势能________ ,电场力做负 功,电势能_______ 。 增加 • 4.相对性 零势能点 的选取有关。 • 电势能的数值大小与__________ 无穷远处 地球表面 的电 通常把离场源电荷__________ 或__________ 势能规定为零。
人教版选修3-1 电势能和电势课件 人教版
例3. 将一电量为 q = 2 × 10 6 c 的点电荷 从电场外一点P移至电场中某点 移至电场中某点A, 从电场外一点 移至电场中某点 电场力 点的电势. 做 功 4 × 10 5 J ,求A点的电势 求 点的电势 解: 场外一点 的电势为 p = 0 场外一点P的电势为
从P A,电场力做的功 W = E PA 电场力做的功
9
练习. 如图所示,在同一条电场线上有 在同一条电场线上有A 练习 如图所示 在同一条电场线上有 . B .C 三点,将 q = 6 × 10 6 c 的点电荷由A点移 三点 将 的点电荷由 点移 动到B点 电场力做什么功 做多少功?电势能 电场力做什么功?做多少功 动到 点,电场力做什么功 做多少功 电势能 变化了多少?在将该电荷由 点移到C点 电场 在将该电荷由B点移到 变化了多少 在将该电荷由 点移到 点,电场 力做什么功?做多少功 电势能变化了多少? 做多少功?电势能变化了多少 力做什么功 做多少功 电势能变化了多少 A
如图,在场强 的匀强电场中,点电 例1. 如图 在场强 E = 10 3 N C 的匀强电场中 点电 移动到B,AB相距 相距L=1m,静电力做功为 荷q=+1c从A移动到 从 移动到 相距 静电力做功为 多少?电势能如何变化 若规定 多少 电势能如何变化?若规定 PA=0,则EPB=? 电势能如何变化 若规定E 则
B
E
q+ q + x2 F
q+ F
B
FE
A q+
F
M
q+
A
X1
F
M W3 = q E x 3
W1 = q E x 1
W2 = q E x 2
………… x1 + x2 + x3 +…=? …
高中物理人教版选修3-1电势能和电势
电势能和电势★新课标要求〔一〕知识与技能1、掌握电势能、电势的概念、公式和性质。
掌握静电力做功、等势面的特点。
2、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的变化之间的关系。
〔二〕过程与方法通过与以前所学知识结合,理解电场力做功与电势能与的变化量间的关系,从而更好的了解电势能和电势。
〔三〕情感、态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
★教学重点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系;理解电势、等势面的概念及意义。
★教学难点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系,并能用此解决问题。
★教学方法归纳推理法、讲授法★教学用具:投影片、多媒体辅助教学设备★教学过程〔一〕引入新课教师:我们知道电场对放入其中的电荷有力的作用,在电场中移动电荷时电场力就要做功,同时电荷的位置要变化,电荷具有的能量也会发生变化,那么电场力做的功和电荷能量变化之间有什么关系呢?本节课我们来研究这个问题。
〔二〕进行新课1、静电力做功的特点教师活动:〔投影〕教材图1.4-1〔如下图〕引导学生推导在匀强电场中移动试探电荷q从A到B静电力所做得功。
〔1〕q沿直线从A到B⋅cos=θW=FqEAMAB〔2〕q沿折线从A到B+W==0AMqEAMqE〔3〕q 沿任意曲线从A 到B 〔用无数组跟静电力平行和垂直的折线来逼近曲线ANB 的方法〕,可得AM qE AM qE W =+=0问题:通过以上推导过程,可以得出什么结论?学生:静电力做功与路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
教师:〔强调〕这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的,但是可以证明,同样适用于非匀强电场。
2、电势能教师:引导学生类比重力做功的特点和重力势能的概念,引出电势能的概念。
思考:如果静电力做功与路经有关,引入电势能的概念还有没有实际意义?为什么?学生分组讨论,思考后回答。
点评:调动学生思维的积极性,培养学生善于思考勇于探究的学习品质。
人教版高中物理选修3-1课件:1.4电势能和电势
离导体表面越近, 等势面的形状与导体 表面越类似。
1.处于静电平衡状态的导体上各点的电势处 处相等,整个导体是一个等势体。
因为处于静电平衡状态的导体内部场强 处处为零,在导体的任意两点间移动电 荷电场力都不做功,表明导体内各点 (包括表面)的电势都相等,所以整个 导体是等势体,导体表面是等势面.
我们知道,电场中每个点的电势 一般是不相同的,但仍然有许多点的 电势是相同的。例如点电荷形成的电 场中,离场源距离相等的各点电势都 是相同的( φA=φB ),若把这些点 连起来,则构成一个曲面,我们把这 个面叫做“等势面”。
·B ·A ·Q
·C
在地图上我们常用等高线来表示地形的高低,与此类 似,电场中常用“等势面”来表示电势的高低。
E B F M
W=F cosθ·|AB|=q E ·|AM|
A
沿 折 线AMB
B
өq
A
B q
F M
E F
甲
A
M W1=qE ·|AM|
M
B
W2=0
所以:全过程做功 W=W1+W2=q E·|AM|
沿曲线ANB呢?
E B N F A 乙
用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB
E
M
乙
W = q E·|AM|
No 电场力做功为多少?电势能如何变化?
E
Image W=E q L= 103 J
A
q
B
F
Ep W 103 J
即电势能减少 103 J
要想确定电荷q在B 点的电势能,该怎么办?
( 提示:类似于重力势能的确定 )
类似重力势能,第一要确定零电势能处.
设A点的电势能 EPA 0
物理:1.4《电势能和电势》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
学习目标: 知道电场力做功的特点 知道电场力做功的特点, 学习目标 : 1.知道电场力做功的特点 , 理解电场 力做功与电势能变化的关系. 力做功与电势能变化的关系 2.理解电势能、电势的概念及相互关系. .理解电势能、电势的概念及相互关系 3.理解等势面的概念及等势面和电场线的关系. .理解等势面的概念及等势面和电场线的关系 重点难点: 重点难点 : 电场力做功的特点及电场力做功与电 势能变化的关系,电场线与等势面的关系及应用 势能变化的关系,电场线与等势面的关系及应用. 易错问题: 用公式E 易错问题 : 用公式 pA = qφA 来判断电势能随电势 变化情况时,要区分正、负电荷 变化情况时,要区分正、负电荷.
在应用公式φ= 在应用公式 = 号.
计算时, 计算时,应代入各量的正负
四、对等势面的认识 1.等势面的特点 . (1)等势面一定与电场线垂直, 即跟电场强度的方 等势面一定与电场线垂直, 等势面一定与电场线垂直 向垂直; 向垂直; (2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功; 在同一等势面上移动电荷时静电力不做功; 在同一等势面上移动电荷时静电力不做功 (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等 势面; 势面; (4)任意两个等势面都不会相交,不相切. 任意两个等势面都不会相交,不相切 任意两个等势面都不会相交
2.几种典型电场的等势面 . (1)点电荷电场中的等势面:是以点电荷为球心的 点电荷电场中的等势面: 点电荷电场中的等势面 一簇球面,如图 - - 甲 一簇球面,如图1-4-1甲; (2)等量异号点电荷电场中的等势面: 是两簇对称 等量异号点电荷电场中的等势面: 等量异号点电荷电场中的等势面 的曲面,如图乙; 的曲面,如图乙; (3)等量同号点电荷电场中的等势面: 是两簇对称 等量同号点电荷电场中的等势面: 等量同号点电荷电场中的等势面 的曲面,如图丙; 的曲面,如图丙; (4)匀强电场中的等势面: 是垂直于电场线的一簇 匀强电场中的等势面: 匀强电场中的等势面 平面,如图丁; 平面,如图丁;
人教版高二物理选修3-1第一章第4节电势能和电势
§1.4 电势能和电势【学习目标】1.知道静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念,能根据电场线判断电势高低.3.知道什么是等势面,并能理解等势面的特点.【阅读要求及检测】阅读课本P15-19回答下列问题:1.怎样计算电场力的功?2.什么是电势能?电场力做功与电势能的变化之间关系如何?3.什么是电势?电势的零点如何选取?等势面特点?【要点精讲与典型例题】1.电场力的功与路径无关,只与初末位置有关,注意功的正负,与重力做功对比理解2.电势能WAB=EPA- EPB①定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能。
②势能零点:规定无穷远处或大地为势能零点。
③电场力做功与电势能的变化:电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加。
=EP/q3.电势定义:电场中某点到该参考点的电势差就等于该点的电势。
由电势差的定义可知:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做得功。
4.等势面(1)等势面的特点及应用①在等势面上移动电荷时静电力不做功,电荷的电势能不变.②电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面,由此可以绘制电场线,从而可以确定电场的大体分布.③等差等势面密的地方,电场强度较强;等差等势面疏的地方,电场强度较弱,由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小.④任意两个等势面都不相交.(2)正负点电荷、两个同号/异号点电荷、匀强电场的等势面分布:①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.②等量异号点电荷的等势面:点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,中垂线是一条等势线.③等量同号点电荷的等势面:等量正点电荷连线的中点电势最低,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低.等量负点电荷连线的中点电势最高,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高.④匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.【典型例题】【例1】在点电荷 Q形成的电场中有一点A,当一个-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能_________,电场中A点的电势分别为______________【例2】将一正电荷从无穷远处移入电场中M点,电势能减少了8.0×10-9 J,若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点,电势能增加了9.0×10-9 J,则下列判断中正确的是( )A.φM<φN<0 B.φN>φM>0C.φN<φM<0 D.φM>φN>0【例3】试比较所示的各情况下,a、b两点的场强的关系和电势的关系判断正确的是()A.平行金属板带等量异种电荷时,极板之间的a、b两点场强和电势都相等B.处于静电平衡状态下导体内部的任意两点a、b场强和电势都相等C.离点电荷等距离的任意两点a、b场强不同,电势相等D.两个等量异号的电荷,在其连线的中垂线上关于连线对称的a、b两点场强和电势都相等【例4】空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点.则( )A.P、Q两点处的电荷等量同号 B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少【自主练习题】1.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿电力线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电力线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电力线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电力线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动2.(多选)如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是 ( )A.电势φA<φB,场强EA>EBB.电势φA>φB,场强EA<EBC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA>EPb3.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10-6 J的正功,那么( )A.电荷在B处时将具有5×10-6 J的电势能B.电荷在B处时将具有5×10-6 J的动能C.电荷的电势能增加了5×10-6 JD.电荷的动能增加了5×10-6 J4.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图,144乙是等量同号点电荷的电场线分布图.AOB是两点电荷的连线的垂直平分线,O是连线的中点.现把正试探电荷分别在甲、乙两图中,从O点沿OA移动到无限远处,下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是 ( )A.在甲图中,静电力做正功,电势能减小B.在甲图中,静电力不做功,电势能不变C.在乙图中,静电力做正功,电势能减小D.在乙图中,静电力不做功,电势能不变5. 右图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV .当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV ,它的动能应为A .8eVB .13eVC .20 eVD .34 eV6.如图所示为点电荷产生的电场,一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 、E 各点,B 、C 、D 、E 在以Q 为圆心的圆周上,则电场力做功A .从A 到B 做功最大 B .从A 到C 做功最大C .从A 到E 做功最大D .做功一样大7.某电场的电场线如图所示,电场中有A 、B 、C 三点,已知一个负电荷从A 点移到B 点时,电场力做正功.(1)在图中用箭头标出电场线的方向,并大致画出过A 、B 、C 三点的等势面.(2)在A 、B 、C 三点中,场强最大的点是__________,电势最高的点是__________.【点评及总结】1.用W=qU 计算时各量也可以采用绝对值运算,功的正负可根据电场力方向与电荷移动方向的关系来确定。
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第4节电势能和电势课件
C.将一正点电荷q从A点沿直线移到C点,电场力 先做正功再做负功
D.B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBA=UBC
(4)逆着电场线的方向移动负电荷电场力做 正功,电势能减少。
电势
1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它 的电荷量的比值,叫做这一点的电势。
2.电势定义式:如果用φ表示电势,用Ep表示 电荷q的电势能,则:φ=Ep/q 3.在国际单位制中,电势的单位是伏特,符 号为V。意义:如果电荷量为1C的电荷在该点 的电势能是 1J,这一点的电势就是1V,即
D.将负点电荷q沿AB方向移动电场力做负功
9.如图所示,a、b两点处分别固定有电荷量为 +4Q和-Q的点电荷,o是ab连线的中点,e、f是 ab连线中垂线上的两点,c、d是ab连线上的点, 已知ab=4L,oc=cb=bd=L,oe<of,则下列 说法正确的是( AD )
A.c、d两点场强方向相反
A.φA>φB B.φA<φB C.EA>EB D.EA=EB
7.某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。 一带电粒子在坐标原点O处由静止释放,仅在 电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正 确的是( A )
A.粒子一定带负电
B.粒子在x1处受到 的电场力最大
C.粒子从原点运动到x1过程中,电势能增大 D.粒子能够运动到x2处
3.如图所示的静电场中,实线表示电场线, 虚线表示等势面。则(A )
A.b、c两点的电势相等 B.a、b两点的电势相等 C.b、c两点的场强相等 D.a、b两点的场强相等
4.如图所示,在A、D两点分别固定+Q和+3Q的 点电荷,B、C在AD的连线上,且AB=BC=CD。 一质子从B点由静止释放,不计重力,在其向 右运动的过程中( B ) A.加速度一直在减小 B.动能先增加后减小 C.电场力一直做正功 D.电势能先增加后减小
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E PA ELCOS θ q
比值与试探电荷无关,反应电厂本身的性质。
三. 电势
1. 定义: 电荷在电场中某一点的电势能与
它的电荷量的比值(标量)
2. 公式:
EP q
带符号运算
不能说Ф与q成反比,与EP成正比
3. 单位: 伏特 符号为V
1 V = 1 J/C
EP 2、关于公式 q 可知:( CD ) A、电场中某点的电势,与放在该点电荷具 有的电势能成正比 B、电场中某点的电势,与放在该点电荷的 电荷量成反比 C、电场中某点的电势,与该点是否有电荷 ,电荷的正负及电荷量的大小无关 D、放入电场中某点的点电荷不同,电势能 也不同,但电势能与电荷量的比值保持不 变
试探电荷静止的放入电场中,将如何运动?
E
+ F
电荷做加速运动,一段时间后获 得一定的速度,试探电荷的动能增加.
试探正电荷q在电场强度 为E的匀强电场中沿几条不同 路径从A点移动到B点,静电力 对电荷做功分别为多少?
A
沿直线
E B q
B
F
M 甲
ө
A
W=F cosθ ·|AB|=q E ·|AM|
如果放在电场中的不是正 电荷而是负电荷,情况又是怎么 样?
二.电势能
1. 定义: 电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。
2. 静电力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB
3. 电荷在某点的电势能,等于静电力把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做的功. (通常把离场源无限远处或大地表面的 电势能规定为零)
例1. 如图,在场强 E 10 3 N C的匀强电场 中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m, 电场力做功为多少?电势能如何变化?
A B
E
F
q 即电势能减少 10 3 J 沿电场线方向电势逐点降低。
讨论电势能与电荷的比值?
A
+
L
E
取O点的电势能为零, 则:
θ
O
EPA = q E L COSθ
在匀强电场中移动电荷时,静电力做 的功与电荷的起始位置和终止位置有关, 但与电荷经过的路径无关. 推广:非匀强电场也适用. W=Eqd (适合匀强电场,d为沿电 场线方向距离)
二.电势能
1. 定义: 电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。 思考
重力做功与重力势能的关系?
重力做功与重力势能的关系 重力做的功等于重力势能的减少量.
3、下列说法中正确的是:(BC ) A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B、沿着电场线的方向电势一定越来越低 C、匀强电场中,各点的场强一定大小相等 ,方向相同 D、匀强电场中,各点的电势一定相等
4.有一个电量q=-3×10-6C的点电荷,从某 电场中的A点移动到B点,电荷克服电场 力何做了6×10-4J的功,从B点移至C点, 电场力对电荷做了9×10-4J的功,设B点 为零电势,求:A、C两点的电势和该电 荷在A、C两点的电势能。
A
沿 折 线AMB
E B q F
B
q ө A
甲
F M
A M
M B
W1=qE · |AM| W2=0
所以:全过程做功 W=W1+W2=q E· |AM|
沿曲线ANB呢?
E B N F A 乙
用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB
E
M
乙
W = q E·|AM|
由以上的推导我们发现了什么?
一.静电力做功的特点
A
A 5V
C
C 2V
B
B 0
四.等势面
1.定义:电场中电势相同的个点构成的面 认识几种等势面
2.特点
(1)等势面与电场线处处垂直
(2)电场线由电势高的等势面指向电势 低的等势面 (3)匀强电场中等差等势面间距相等
小结
1.电场力做功特点,匀强电场电场力做功计算 2.电势能和电场力做功与电势能变化关系。 3.电势的计算(相对性)
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化? 2.如何确定电场中某点的电势? 3.电势为负数时,负号表示方向吗?
例3. 将一电量为 q 2 10 6 c 的点电 荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电 场力做 功 10 5 J ,求A点的电势. 4 解: 设场外一点P的电势为 p 0
从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 10 5 J
EPA 4 10 5 A V 20V 6 q 2 10
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
思考电势高低判断方法? 1.电场线法 2.计算法
练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B 6 .C 三点,将 q 6 10 c 的点电荷由A点移 动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能 变化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场 力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?
达标训练 1.一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电 势变化为零,则( D ) A.a、b两点场强一定相等 B. 该点电荷一定沿等势面移动 C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是 垂直的 D.a、b两点的电势一定相等
2.如图四所示,为电场中心一条电场线,一个 点电荷由静止开始,只在电场力作用下,从A 点移到B点,下面论述正确的是( B ) A.A处场强大于B处场强; B. 点电荷在A处电势能大于在B处电势能; C.点电荷带负电; D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
WG = EP1 - EP2 = -ΔEP
1. 重力做正功,重力势能减少.
2. 重力做负功,即物体克服重力做功, 重力势能增加.
电场力做功与电势能的关系
E E v v
A A B
+
B
+
正电荷从A点移到B 点时,静电力做正功,电荷 的电势能减少.
正电荷从B点移到A 点时,静电力做负功,即电 荷克服静电力做功,电荷 的电势能增加.